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神経系におけるオートファジー・リソソームシステム

研究課題

研究課題/領域番号 12146203
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関九州大学

研究代表者

山本 健二  九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (40091326)

研究分担者 筑波 隆幸  九州大学, 大学院・歯学研究院, 助教授 (30264055)
筑波 知子 (門脇 知子 / 筑波 知子(門脇 知子))  九州大学, 大学院・歯学研究院, 助手 (70336080)
岡元 邦彰  長崎大学, 歯学部, 助教授 (10311846)
中西 博  九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (20155774)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
31,600千円 (直接経費: 31,600千円)
2004年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
2003年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
2002年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
2001年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
キーワードアスパラギン酸プロテアーゼ / エンドソーム / リソソーム系 / カテプシンD / カテプシンE / ノックアウトマウス / オートファジー / 生体防御 / タンパク質分解 / 蛋白質分解 / オートオファジー / エンドソーム・リソソーム / 蛋白質分解酵素 / 神経変性疾患 / エンドソーム・リソソーム系 / 品質管理 / 神経系 / バッテン病
研究概要

カテプシンEは抗原提示細胞やリンパ球、消化管上皮細胞等の免疫担当細胞に限局して存在していることから、生体防御系への関与が指摘されてきたが具体的な根拠は示されていない。そこで、本年度は、カテプシンEの生体防御系における役割を解明する目的で、カテプシンEノックアウトマウス(CatE-/-)由来のマクロファージの性状解析を行った。CatE^<-/->由来マクロファージでは、カテプシンDやBなどの可溶性リソソーム蛋白質の細胞外分泌が著明に亢進しているのに対し、それらとは生合成経路が異なるリソソーム膜糖蛋白質のLAMP-1,LAMP-2およびLGP85/LIMP-2に著明な蓄積が観察された。蛍光インディケーターを用いて酸性コンパートメントのpHを測定してみると、CatE-/-のpHは6.5となっており、正常細胞の5.3に比べて著しく上昇を示していた。これと関連して、endocytotic vesicle fusion eventsが障害されており、ファゴソーム膜蛋白質のNADPHオキシダーゼの活性増大が観察され、マクロファージが産生する活性酸素種の量も著明に増大していた。これと関連して、アネキシンIや酸化型ペロキシレドキシン6などの増加や還元型グルタチオンの減少などが観察され、CatE^<-/->由来マクロファージが強い酸化ストレスを受けていることが明らかにされた。カテプシンE欠損によるこうした変化はマクロファージのもつエンドリソソーム系の蛋白質分解能、殺菌能、細胞生存能などに著しい低下をもたらしていることが明らかにされ、カテプシンE欠損がマクロファージのもつ重要な種々の生理機能に著しい障害をもたらしているが示された。

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (1件) 文献書誌 (46件)

  • [雑誌論文] A functional virulence complex composed of gingipains, adhesins, and lipopolysaccharides shows high affinity to host cells and matrix proteins and escapes recogniyion by host immune systems.2005

    • 著者名/発表者名
      Takii, R. et al.
    • 雑誌名

      Infect.Immun. 73

      ページ: 883-893

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A new selective substrate for cathepsin E based on the cleavage site sequence of α2-macroglobulin.2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Y. et al.
    • 雑誌名

      Biol.Chem. 386(in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A role for cathepsin E in the processing of mast cell carboxypeptidase A.2005

    • 著者名/発表者名
      Henningsson, F. et al.
    • 雑誌名

      J.Cell Sci. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Processing of chicken progastrin at post-Phe bonds by aspartyl protease.2005

    • 著者名/発表者名
      Jensen, H. et al.
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Cathepsin D, but not cathepsin E, degrades desmosomes during epidermal desquamation.2004

    • 著者名/発表者名
      Igarashi S et al.
    • 雑誌名

      Brit.J.Dermatol. 151

      ページ: 355-361

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Suppression of pathogenicity of Porphyromonas gingivalis by newly developed gingipain inhibitors.2004

    • 著者名/発表者名
      Kadowaki, T. et al.
    • 雑誌名

      Mol.Pharmacol. 66

      ページ: 1599-1606

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Roles of Arg- and Lys-gingipains in coaggregation of Porphyromonas gingivalis : Identification of its responsible molecules in translation products of rgpA, kgp, and hagA genes.2004

    • 著者名/発表者名
      Abe, N.et al.
    • 雑誌名

      Biol.Chem. 385

      ページ: 1041-1047

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Angiostatin : An endogenous inhibitor of angiogenesis and tumor growth.2004

    • 著者名/発表者名
      Iwata, J. et al.
    • 雑誌名

      Connective Tissue 36

      ページ: 165-169

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 実験医学 22,213-2192004

    • 著者名/発表者名
      山本健二, 岩田淳一
    • 出版者
      (印刷中)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata, M., et al.: "Disruption of structural and functional integrity of α2-macroglobulin by cathepsin E."Eur.J.Biochem.. 270. 1189-1198 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ueshima, J., et al.: "Purification, gene cloning, gene expression, and mutants of Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis."Infect.Immun.. 71. 1170-1178 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Okaji, M., et al.: "The regulation of bone resorption in tooth formation and eruption processes in mouse alveolar crest devoid of cathepsin K."J.Pharmacol.Sci.. 91. 285-294 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kadowaki, T., et al.: "Isolation and characterization of a novel and potent inhibitor of Arg-gingipain from Strepromyces sp. Strain FA-70."Biol.Chem.. 384. 911-920 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hasegawa Y., et al.: "A novel type of two-component regulatory system affecting gingipains in Porphyromonas gingivalis."Microbiol.Immunol.. 47. 849-858 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Moriguchi S., et al.: "Potentiation of NMDA receptor-mediated synaptic responses by microglia."Mol.Brain Res.. 119. 160-169 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsukuba T., et al.: "Association of cathepsin E deficiency of atopic dermatitis."J.Biochem.. 134. 893-902 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kadowaki, T., et al.: "Suppression of virulence of Porphyromonas gingivalis by potent inhibitors specific for gingipains."Current Protein Peptide Sci.. 4. 451-458 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 健二: "日本薬理学会誌 122"日本薬理学会. 3-4 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 筑波 隆幸: "日本薬理学会誌 122"日本薬理学会. 15-20 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 門脇 知子: "日本薬理学会誌 122"日本薬理学会. 37-44 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 健二: "臨床検査 47"医学書院. 849-858 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 岩田 淳一: "蛋白質核酸酵素 48"共立出版株式会社. 1928-1933 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 健二: "実験医学"羊土社. 213-219 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nishioku T., et al.: "Involvement of cathepsin E in exogenous antigen processing in primary cultured murine microglia"Journal of Biological Chemistry. 277. 4816-4822 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Baba A., et al.: "Cooperative action of Arg-and Lys-gingipains in disruption of fibronectin-integrin interactions in human gingival fibroblasts"Dentistry in Japan. 38. 40-43 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shoji M., et al.: "Construction and characterization of a nonpigmented mutant of Porphyromonas gingivalis : cell surface polysaccharide as an anchorage for gingipains"Microbiology. 148. 1183-1191 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ozaki Y., et al.: "An involvement of granulocyte medullasin in phenytoin-induced gingival overgrowth in rats"Japanese Journal of Pharmacology. 383. 1223-1230 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Liu J., et al.: "Mutational analysis of residues in two consensus motifs in the active sites of cathepsin E"Journal of Biochemistry. 132. 493-499 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kadowaki T., et al.: "Isolation and characterization of a novel and potent inhibitor of Arg-gingipain from Streptomyces sp. Strain FA-70"Biological Chemistry. 384(in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata M., et al.: "Disruption of structural and functional integrity of α2-macroglobulin by cathepsin E"European Journal of Biochemistry. 270(in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ueshima J., et al.: "Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis : purification, gene cloning, gene expression and mutant studies"Infection and Immunity. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Okaji M., et al.: "Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) compensates for tooth formation and eruption in mouse alveolar crest devoid of cathepsin K"Journal of Pharmacological Science. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 健二: "化学と生物"歯周病発症進展に関わる2つの病原性プロテアーゼー歯周病原菌の生存戦略に協同して作用するジンジパインー. 72-74 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nishioku T., et al.: "Involvement of cathepsin E in exogenous antigen processing in primary cultured murine microglia"Journal of Biological Chemistry. 277. 4816-4822 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] BabaA., et al.: "Roles for Arg-and lys-gingipains in disruption of cytokine responses and loss of viability of human endothelial cells by Porphyromonas gingivalis"Biol. Chem.. (in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shoji M., et al.: "Construction and characterization of a nonpigmented mutant of Porphyromonas gingivalis : cell surface polysaccharide as a moorage for gingipains"Microbiology. 148(in press). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nakanishi H, . et al.: "Involvement of nitric oxide released from microglia-macrophages in pathological changes of cathepsin D-deficient mice"Journal of Neuroscience. 21. 7526-7533 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] BabaA., et al.: "Arg-gingipain is responsible for the degradation of cell adhesion molecules of human gingival fibroblasts and their death induced Porphyromonas gingivalis"Biol. Chem.. 382. 817-824 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai B., et al.: "Characterization of phagosomal subpopulations along endocytic routes in osteoclasts and macrophages"Journal of Biochemistry. 130. 823-831 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kitano S., et al.: "Suppression of gingival inflammation induced by Porphyromonas gingivalis in rats by leupeptin"Japanese Journal of Pharmacology. 85. 84-94 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "歯周病の発症進展に関わる2つの病原性プロテアーゼ:歯周病原菌の生存戦略に協同して作用するジンジパイン"化学と生物. 40. 72-74 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二 他: "歯周病原性細菌の蛋白質分解酵素を介する生存戦略"蛋白質核酸酵素. 46. 1781-1788 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 馬場貴代, 山本健二: "歯周病研究の最前線:歯周病細菌と病原性因子はどこまで明らかにされたか"組織培養工学. 27. 17-21 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "アスパラギン酸プロテアーゼ:生理機能と病態に関する新知見"医学のあゆみ. 198. 23-28 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 筑波隆幸, 山本健二: "神経変性疾患とアスパラギン酸プロテアーゼ機能の新局面"蛋白質核酸酵素. 46. 132-142 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "タンパク分解の不思議"クバブロ. 187 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "歯周病原細菌のタンパク質分解酵素を介する生存戦略"蛋白核酸酵素. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "疾患とアスパラギン酸プロテアーゼ研究の新局面"医学のあゆみ. (印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Koike M. et al.: "Cathepsin D deficiency induce slysosomal storage with lipofuscin in mouse CNS neurons."J.Neurosci.. 20. 6898-6906 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Nishioku T. et al.: "Involvement of caspase 3-like protease in methylmercury-induced apoptosis of primary cultured rat cerebral microglia."Brain Res.. 871. 160-164 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Morikawa W. et al.: "Angiostatin generation by cathepsin D secreted by human prostate carcinoma cells."J.Biol.Chem.. 275. 38912-38920 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tsukuba T. et al.: "New functional aspects of cathepsin D and cathepsin E."Mol.Cells. 10. 601-611 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "酵素ハンドブック"朝倉書店(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "「大学と科学」公開シンポジウム"クバプロ(印刷中). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 山本健二: "ノックアウトマウスによるカテプシン機能の解析"シュプリンガー・フェアラーク東京. 113-124 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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